JPH0733152A - 包装袋及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートシール強度及び胴部強度が大きく、且
つ易焼却性の高い包装袋を製造することを目的とする。 【構成】 メルトインデックスが２ｇ／１０分以下で且
つ密度が０．９１ｇ／ｃｍ³ 以上の線状低密度ポリエチ
レン１００重量部、ラジカル発生剤０．０００１〜０．
１重量部、炭酸カルシウム２０〜１５０重量部及びメル
トインデックスが５ｇ／１０分以下で且つ密度が０．９
１ｇ／ｃｍ³ 未満のエチレン系共重合体２〜５０重量部
を配合してなるポリエチレン樹脂組成物を成形してなる
包装袋、並びに、かかるポリエチレン樹脂組成物をイン
フレーション成形し、得られた筒状フィルムを、引取方
向に対して交差する方向を長手方向として、ヒートシー
ル及び切断することを特徴とする包装袋の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は包装袋の製造方法に関す
るものである。詳しくは、線状低密度ポリエチレンをラ
ジカル発生剤で処理し、又は処理しながら、炭酸カルシ
ウムとエチレン系共重合体を配合したものをインフレー
ション成形及びヒートシールすることにより、ヒートシ
ール強度及び胴部強度が大きく、かつ、低カロリーで易
焼却性の高い包装袋を製造する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンに炭酸カルシウム等の無機
質充填剤を配合した易焼却性の高いフィルムは既に知ら
れている。また、特定の線状低密度ポリエチレンをラジ
カル発生剤で処理したヒートシール強度及び胴部強度の
大きい包装袋の製造方法についても既に知られている
（特許第１７３１９２９号等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、易焼却
性を向上させるには、ある程度以上の量の無機質充填剤
を配合する必要があることから強度低下を伴うため、高
い易焼却性を持ちながら、かつ、ヒートシール強度及び
胴部強度の大きい包装袋を得ることはできなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の課
題を解決した包装袋を得るべく鋭意検討を重ねた結果、
線状低密度ポリエチレンに炭酸カルシウムと特定のエチ
レン系共重合体を配合したものを一定の条件下にインフ
レーション成形及びヒートシールすることにより、易焼
却性が高く、かつヒートシール強度及び胴部強度の大き
い包装袋が得られることを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００５】すなわち、本発明の要旨は、メルトインデ
ックスが２ｇ／１０分以下で且つ密度が０．９１ｇ／ｃ
ｍ³ 以上の線状低密度ポリエチレン１００重量部、ラジ
カル発生剤０．０００１〜０．１重量部、炭酸カルシウ
ム２０〜１５０重量部、及び、メルトインデックスが５
ｇ／１０分以下で且つ密度が０．９１ｇ／ｃｍ³ 未満の
エチレン系共重合体２〜５０重量部を配合してなるポリ
エチレン樹脂組成物を成形してなる包装袋、並びに、該
ポリエチレン樹脂組成物を、ブローアップ比０．９〜
２．０、ドラフト率１０〜４０、冷却速度指数３０秒以
下の条件下インフレーション成形し、得られた筒状フィ
ルムを引取方向に対して交差する方向を長手方向として
ヒートシール及び切断することを特徴とする包装袋の製
造方法に存する。

【０００６】以下、本発明につきさらに詳細に説明す
る。本発明に用いられる線状低密度ポリエチレンとは、
エチレンと他のα−オレフィンとの共重合物であり、従
来の高圧法により製造された低密度ポリエチレン樹脂と
は異なる。線状低密度ポリエチレンは、例えばエチレン
と、他のα−オレフィンとしてブテン、ヘキセン、オク
テン、デセン、４メチルペンテン−１等を４〜１７重量
％程度、好ましくは５〜１５重量％程度共重合したもの
であり中低圧法高密度ポリエチレン製造に用いられるチ
ーグラー型触媒又はフィリップス型触媒を用いて製造さ
れたものであり、従来の高密度ポリエチレンを共重合成
分により短い枝分かれ構造とし、密度もこの短鎖枝分か
れを利用して適当に低下させ０．９１〜０．９３５ｇ／
ｃｍ³ 、好ましくは０．９１５〜０．９３ｇ／ｃｍ³ 程
度としたものであり、従来の低密度ポリエチレンより直
鎖性があり、高密度ポリエチレンより枝分かれが多い構
造のポリエチレンである。

【０００７】本発明で用いられる線状低密度ポリエチレ
ンとしては、メルトインデックス２ｇ／１０分以下、好
ましくは０．１〜１．０ｇ／１０分、さらに好ましくは
０．２〜０．８ｇ／１０分の範囲のものが用いられる。
メルトインデックスが上記範囲以上では包装袋とした際
の胴部強度が低下するので好ましくない。本発明におけ
る線状低密度ポリエチレンの特に好ましい密度は０．９
１５〜０．９３５ｇ／ｃｍ³ であり、好ましい流動比は
３５以下である。

【０００８】本発明においては、上述した線状低密度ポ
リエチレンのみを用いても良いが線状低密度ポリエチレ
ンを主成分とし、低密度ポリエチレンや高密度ポリエチ
レンを混合物のメルトインデックスが２ｇ／１０分以下
の範囲で配合しても良い。なお、混合物の流動比は７０
以下であるのがヒートシール部強度の上から望ましい。

【０００９】上に挙げた配合可能なポリエチレンとは、
エチレンホモポリマー及びエチレンと他の共重合成分と
の共重合体を含むものであり、共重合成分としては、酢
酸ビニル、エチルアクリレート、メチルアクリレート等
のビニル化合物、プロピレン、ブテン、ヘキセン、オク
テン、４−メチルペンテン−１等の炭素数３以上のオレ
フィン類等が挙げられる。

【００１０】共重合成分の共重合量としては０．５〜１
８重量％、好ましくは２〜１０重量％程度である。本発
明においてメルトインデックとはＪＩＳ Ｋ６７６０に
準拠し、１９０℃で測定した値であり、流動比とは上記
メルトインデックス測定器を用い、せん断力１０⁶ ダイ
ン／ｃｍ² （荷重１１１３１ｇ）と１０⁵ ダイン／ｃｍ
² （荷重１１１３ｇ）の押出量（ｇ／１０分）の比であ
り、荷重１１１３１ｇでの押出量（１０分間）÷荷重１
１１３ｇでの押出量（１０分間）で算出される。また密
度はＪＩＳ Ｋ６７６０に準拠して測定した値である。

【００１１】流動比は用いられる樹脂の分子量分布の目
安であり、流動比の値が小さければ分子量分布は狭く、
流動比の値が大きければ分子量分布は広いことを表わし
ている。次に、線状低密度ポリエチレンに添加するラジ
カル発生剤としては、半減期１分となる分解温度が１３
０℃〜３００℃の範囲のものが好ましく、例えばジクミ
ルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，
５ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，α，α′
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼ
ン、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパー
オキサイド等が挙げられる。

【００１２】ラジカル発生剤の添加量は、上記線状低密
度ポリエチレンに対し０．０００１〜０．１重量部の範
囲内から選ばれる。この添加量が０．０００１重量部よ
り少ない場合には、得られる包装袋のヒートシール部の
強度が無添加のものと殆んど変らず、また、０．１重量
部より多い場合には、メルトインデックスが低くなりす
ぎてフィルム成形時に膜切れが起り易く、且つ該フィル
ムの表面に肌あれを生起するので好ましくない。

【００１３】一方、この添加量が０．００２〜０．０２
重量部の範囲では、フィルム成形性及びヒートシール部
の強度が著しく向上するので好ましい。本発明におい
て、上記線状低密度ポリエチレンにラジカル発生剤を添
加して、ラジカル発生剤を分解させ該ポリエチレンと反
応せしめる方法としては、特に制限を設けるものではな
く、例えば以下の方法で実施することができる。

【００１４】（１） インフレーション成形時に、上記
線状低密度ポリエチレン、炭酸カルシウム、エチレン系
共重合体及びラジカル発生剤を同時に、または順次にフ
ィードして溶融押出する。 （２） 押出機、バンバリーミキサー等の混練機を使用
して、上記線状低密度ポリエチレン、及びラジカル発生
剤を混練して反応せしめた後、ペレット化し、該ペレッ
トを使用してこれに炭酸カルシウム及びエチレン系共重
合体を配合してインフレーション成形する。

【００１５】（３） ラジカル発生剤を多量に含んだマ
スターバッチ（高密度ポリエチレン、分岐状低密度ポリ
エチレンまたは線状低密度ポリエチレン等のポリエチレ
ンに多量のラジカル発生剤を該ポリエチレンの融点以上
の温度で、且つ該ポリエチレンがラジカル発生剤と反応
を起さない温度下、例えば１３０〜１６０℃の温度下で
溶融混練した高濃度（通常２００〜２００００ｐｐｍ程
度）のラジカル発生剤を含有するポリエチレンのマスタ
ーバッチ）をあらかじめ作り、このマスターバッチと上
記線状低密度ポリエチレン、炭酸カルシウム及びエチレ
ン系共重合体をブレンドし、インフレーション成形す
る。

【００１６】また、ラジカル発生剤そのものはそのま
ま、或は溶剤に溶かして使用される。上記線状低密度ポ
リエチレンをラジカル発生剤と反応させることにより、
該ポリエチレンが架橋反応を生起して高分子量成分が増
加し、且つメルトインデックスが低下した変性ポリエチ
レンが得られる。該変性ポリエチレンは未変性の線状低
密度ポリエチレンに比べ、フィルム成形性が向上し、且
つインフレーション成形時に縦方向の配向がかかりやす
く、このようにして得たフィルムはヒートシール時に配
向を受けた方向に収縮し、フィルムの元の厚さより厚く
なり、ヒートシール部の強度が向上するので好ましい。

【００１７】炭酸カルシウムとしては、高級脂肪酸によ
って表面処理した平均粒径０．５〜６μｍのものが好ま
しい。高級脂肪酸による表面処理は、線状低密度ポリエ
チレンに中に炭酸カルシウムを均一に分散させるために
有効なものであり、表面処理方法は、例えば炭酸カルシ
ウムと高級脂肪酸を加熱しながら混合撹拌することによ
って行われる。

【００１８】表面処理における好ましい高級脂肪酸は炭
素数１０以上のものであり、好ましい高級脂肪酸の配合
割合は炭酸カルシウム１００重量部に対し高級脂肪酸
０．１〜５重量部である。平均粒径が、上記範囲以下で
は凝集し易いため、包装袋とした際のヒートシール強度
及び胴部強度が低下するので好ましくない。

【００１９】また、上記範囲以上でも、包装袋とした際
のヒートシール強度及び胴部強度が低下するので好まし
くない。本発明における炭酸カルシウムの配合割合は、
線状低密度ポリエチレン１００重量部に対し炭酸カルシ
ウム２０〜１５０重量部が易焼却性及び包装袋の強度を
確保するために好ましい。

【００２０】本発明において用いられる超低密度のエチ
レン系共重合体とは、通常エチレンと炭素数３以上のα
−オレフィンとの共重合体（以下、単に超低密度ポリエ
チレンと略称する。）であって、エチレンと炭素数３以
上のα−オレフィン、例えば、ブテン、ヘキセン、オク
テン、デセン、４−メチルペンテン−１等を１０重量％
以上、好ましくは１５〜５０重量％の範囲で共重合した
ものであり、チーグラ型触媒又はフィリップス型触媒を
用いて製造された、その密度が０．９１０ｇ／１０分以
下のものである。

【００２１】該超低密度エチレン系共重合体としては、
メルトインデックスが５ｇ／１０分以下、好ましくは
０．２〜４ｇ／１０分の範囲で密度が０．９１ｇ／ｃｍ
³ 以下、好ましくは０．８５〜０．９０ｇ／ｃｍ³ 、特
に好ましくは０．８６〜０．９０ｇ／ｃｍ³ の範囲であ
り、且つ流動比が３５以下、好ましくは１５〜３５の範
囲のものが用いられる。該メルトインデックス及び密度
が上限より大きいと包装袋とした際、胴部の強度が低下
し、また、流動比が上限より大きいとヒートシール強度
が低下するので好ましくない。

【００２２】なお、上記の超低密度ポリエチレンとして
は、エチレンと炭素数３以上のα−オレフィンと更に非
共役ジエンを共重合した三元共重合体も含まれる。この
ような非共役ジエンとしては、１，１，４−ヘキサジエ
ン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン等
がある。エチレン系共重合体の配合割合は、線状低密度
ポリエチレン１００重量部に対し２〜５０重量部の範囲
内から選ばれるが、この配合割合が２重量部より少ない
場合には、得られる包装袋のヒートシール部の強度が無
添加のものと殆んど変らず、また、５０重量部より多い
場合には、胴部強度が低下するので好ましくない。

【００２３】好ましいエチレン系共重合体の配合割合は
５〜２０重量部である。上述の変性線状低密度ポリエチ
レンに炭酸カルシウムとエチレン系共重合体を配合した
ものをただ単にインフレーション成形してもヒートシー
ル部強度の良好なものは得られず、成形に当っては特定
の成形条件を必要とする。その特定の成形条件とは、ブ
ローアップ比を０．９〜２とし、ドラフト率を１０〜４
０とし、冷却速度指数３０秒以下としてインフレーショ
ン成形することである。

【００２４】ここでドラフト率とは下記式によって得ら
れる。

【００２５】

【数１】

【００２６】式中、記号は下記の通り。

【表１】 また、冷却速度指数とは溶融樹脂がダイから押出されフ
ロストラインに達するまでの時間（秒）であり、下記式
によって得られる。

【００２７】

【数２】

【００２８】τ ：冷却速度指数（秒） ＦＬＨ：フロストライン高さ（ｃｍ） Ｖ₀ ：溶融樹脂がリップ部を通過する時の線速度（ｃ
ｍ／ｓｅｃ） Ｖ₁ ：引取速度（ｃｍ／ｓｅｃ） ブローアップ比を２．０以上とするとヒートシール時に
ヒートシールの長手方向の収縮が生起し袋胴部の配向と
逆方向の歪が発生するため得られた袋のヒートシール端
部の強度が低下し、破袋の原因となる。

【００２９】ドラフト率は１０以下ではヒートシール時
良好な収縮が生起せず４０以上とすれば袋の胴部自体の
分子配向が一方向に大きくなりすぎ胴部自体の引裂けの
生起する原因となる。冷却速度指数が３０秒以上となる
とフィルム成形時にドラフトによりフィルム中に生起し
た分子配向が熱弛緩により緩和してしまいヒートシール
時に収縮が起らずヒートシール部の強度がでなく、また
フィルムが偏肉化する。

【００３０】なお、ヒートシールに当ってはヒートバー
やヒートベルト等を用いるが、これらの加熱機によりヒ
ートシール部を長時間に渡って押圧すると熱弛緩を起し
ヒートシール部の強度が出ないので、２００〜２８０
℃、好ましくは２３０〜２８０℃程度の温度でなるべく
ヒートシール部に押圧力を加えないようにして迅速に加
熱した後、ヒートシール部を自由状態とすることにより
ヒートシール部に収縮を起させるようなヒートシール方
法を用いるのが望ましい。

【００３１】

【実施例】以下に実施例を示し本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例
に限定されるものではない。 実施例１ （イ） 包装袋の製造 線状低密度ポリエチレン｛メルトインデックス：０．５
ｇ／１０分、密度：０．９２ｇ／ｃｍ³ 、共重合成分：
ブテン−１｝１００重量部と、ラジカル発生剤｛２，５
−ジメチル−２，５ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシ
ン−３｝０．００５重量部と、炭酸カルシウム｛平均粒
径：１．７μｍ、表面処理：ステアリン酸２重量部｝２
０重量部と、エチレン系共重合体｛メルトインデック
ス：４ｇ／１０分、密度０．８８ｇ／ｃｍ³ 、共重合成
分：ブテン−１｝１５重量部を混合し、次いで押出機で
２５０℃で３分間溶融混練して押出しペレット化した。
これをモダンマシナリー社製デルサー６５φ型押出機に
環状スリット径２００ｍｍφのインフレーションダイ及
び冷却用エターリングを取付けたインフレーション成形
機を用い、押出量１００ｋｇ／ｈｒ、ブローアップ比
１．４、ドラフト率１４の条件下にエアーリングからの
空気吹出量を変化させ、冷却速度指数１６秒として１５
０μｍのインフレーションフィルムを得た。

【００３２】得られたインフレーションフィルムを長さ
６７０ｍｍ、幅４４０ｍｍの筒状フィルムに切断し、ニ
ューロング社製ＨＳ ２２Ｂ−２型ヒートシーラー（加
熱部長さ１５０ｍｍ、加熱部クリアランス０．３ｍｍ、
冷却部長さ：１５０ｍｍ、冷却部クリアランス１ｍｍ）
を用いてヒートシール温度（加熱部表面温度）２２０
℃、冷却部温度３０℃、フィルム送り速度１５ｍ／秒の
条件下に筒状フィルムの開口部の一方を端部から１．５
ｃｍの位置でヒートシールした。得られた袋に２０ｋｇ
の肥料を充填し、開口部を前記と同様の条件でヒートシ
ール後１８〜２４時間堆積して放置し、落袋試験用の包
装袋を得た。

【００３３】（ロ） 包装袋の性能試験 上記（イ）で得られた包装袋について、横落袋試験及び
縦落袋試験を下記方法によって行った。 （ａ） 横落袋試験 包装袋の胴部が床面と平行でヒートシール部が床面と略
垂直となるようにして２０袋を落下させる（横落下）こ
とにより試験を行ない破袋率を求めた。なお、横落袋試
験は袋のヒートシール部の強度測定のために行ったもの
である。落下条件は室温を０℃とし落下高さ１．５ｍ、
１袋当り落下回数５回とした。破袋率は試験に用いた包
装袋の破袋した袋の百分率で求めた。その結果を表１に
示す。実用性の面から破袋があると使用不可である。

【００３４】（ｂ） 縦落袋試験 包装袋のヒートシール部が床面と平行で胴部が床面と略
垂直となるようにして２０袋を落下させる（縦落下）こ
とにより試験を行ない破袋率を求めた。なお、縦落袋試
験は袋の胴部の強度測定のために行ったものである。落
下条件は室温を０℃とし落下高さ１．５ｍ、１袋当り落
下回数５回とした。破袋率は試験に用いた包装袋の破袋
した袋の百分率で求めた。その結果を表１に示す。実用
性の面から破袋率は１０％まで許容出来る。

【００３５】実施例２ 実施例１において線状低密度ポリエチレンのメルトイン
デックスを１．０ｇ／１０分、炭酸カルシウムの配合量
を６０重量部、エチレン系共重合体の配合量を３０重量
部、ブローアップ比を１．１、冷却速度指数を２８秒と
したほかは、実施例１と同様にして１５０μｍのインフ
レーションフィルムを得た。次いで、実施例１と同様に
して破袋率を測定した。結果を表１に示す。

【００３６】比較例１ 実施例１において、可塑剤を配合しないほかは実施例１
と同様にして１５０μｍのインフレーションフィルムを
得た。次いで、実施例１と同様にして破袋率を測定し
た。結果を表１に示す。

【００３７】比較例２ 実施例１において、線状低密度ポリエチレンとしてメル
トインデックスが２．５ｇ／１０分、共重合成分ヘキセ
ン−１としたほかは、実施例１と同様にして１５０μｍ
のインフレーションフィルムを得た。次いで、実施例１
と同様にして破袋率を測定した。結果を表１に示す。

【００３８】比較例３ 実施例２において、ラジカル発生剤を配合しないほか
は、実施例２と同様にして１５０μｍのインフレーショ
ンフィルムを得た。次いで、実施例２と同様にして破袋
率を測定した。結果を表１に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、ヒートシール強度及び
胴部強度が大きく、且つ易焼却性の高い包装袋を得るこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉清 哲也 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化成 株式会社水島工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メルトインデックスが２ｇ／１０分以下
   で且つ密度が０．９１ｇ／ｃｍ³ 以上の線状低密度ポリ
   エチレン１００重量部、ラジカル発生剤０．０００１〜
   ０．１重量部、炭酸カルシウム２０〜１５０重量部、及
   び、メルトインデックスが５ｇ／１０分以下で且つ密度
   が０．９１ｇ／ｃｍ³ 未満のエチレン系共重合体２〜５
   ０重量部を配合してなるポリエチレン樹脂組成物を成形
   してなる包装袋。
2. 【請求項２】 炭酸カルシウムが平均粒径０．５〜６μ
   ｍの炭酸カルシウム１００重量部に対して、炭素数１０
   以上の高級脂肪酸０．１〜５重量部によって表面処理さ
   れたものである請求項１記載の包装袋。
3. 【請求項３】 メルトインデックスが２ｇ／１０分以下
   で且つ密度が０．９１ｇ／ｃｍ³ 以上の線状低密度ポリ
   エチレン１００重量部、ラジカル発生剤０．０００１〜
   ０．１重量部、炭酸カルシウム２０〜１５０重量部、及
   び、メルトインデックスが５ｇ／１０分以下で且つ密度
   が０．９１ｇ／ｃｍ³ 未満のエチレン系共重合体２〜５
   ０重量部を配合したものをインフレーション成形し、得
   られた筒状フィルムを引取方向に対して交差する方向を
   長手方向としてヒートシール及び切断することを特徴と
   する包装袋の製造方法。
4. 【請求項４】 インフレーション成形条件がブローアッ
   プ比０．９〜２．０、ドラフト率１０〜４０、冷却速度
   指数３０秒以下である請求項３記載の包装袋の製造方
   法。
5. 【請求項５】 ヒートシールの方法が、ヒートシール部
   を２００〜２８０℃の温度でフィルム同志が融着するま
   で加熱し、その後ヒートシール部を自由状態とすること
   によりヒートシール部に収縮を生起させることを特徴と
   する、請求項３又は４記載の包装袋の製造方法。